超短超强激光驱动静电激波加速准单能离子束

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11705260
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2906.高能量密度物理
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Intense laser-accelerated ion beams have been widely studied because of their potential applications in many fields, such as ion therapy, proton radiography. Compared with the two most studied mechanisms, namely, target normal sheath acceleration (TNSA) and radiation pressure acceleration (RPA), collisionless shock-wave acceleration exhibits some advantages for generating high quality ion beams of high energy and narrow energy spread. Our project aim to present experimental and theoretical investigations on high-quality ion beams acceleration by electrostatic shock from ultrathin CH-foil target irradiated by 800 nm femtosecond intense laser pulses. The topics are shown as follows: theoretical simulation and optimization of experimental parameters using MULTI hydrodynamic code and PIC simulation, meanwhile studying how the peak energy and energy spread of the monoenergetic ion beams accelerated by electrostatic shock wave change with the laser intensity, contrast and polarization; investigating the effects of the laser prepulse on shock acceleration through the comparison experiments of different laser contrast conditions using high contrast PW laser pulses; investigating the effects of the laser polarization on shock acceleration through the comparison experiments of different laser polarization conditions (linear and circular polarization) using high contrast PW laser pulses. Our project also intends to study the relation between proton spectrum and carbon spectrum to demonstrate shock-wave acceleration mechanism driven by 800 nm laser pulses from the other side.
强激光加速离子束被广泛研究因其在医用离子治疗肿瘤、质子成像等领域具有潜在的应用价值。相比于两种研究最多的激光加速离子机制(靶后法线鞘层加速和光压加速),无碰撞静电激波加速在获得能量较高、单能性较好的高性能离子束方面有很大的优点。本项目拟开展800 nm飞秒强激光脉冲与超薄碳氢靶相互作用驱动静电激波加速高品质离子束的实验和理论研究。主要的研究内容是:利用MULTI流体程序和PIC程序理论模拟和优化实验参数,同时研究静电激波加速产生的准单能离子束能量、能散随激光光强、对比度和偏振的变化关系;利用高对比度PW激光进行不同激光对比度条件下的对比实验,研究激光预脉冲对激波加速的影响;利用高对比度PW激光进行不同激光偏振(线偏振和圆偏振)条件下的对比实验,研究激光偏振对激波加速的影响。本项目还计划研究质子束能谱与碳离子束能谱之间的变化关系,从另一个方面证实800 nm激光驱动的静电激波加速机制。

结项摘要

强激光加速离子束被广泛研究因其在医用离子治疗肿瘤、质子成像等领域具有潜在的应用价值。相比于两种研究最多的激光加速离子机制(靶后法线鞘层加速和光压加速),无碰撞静电激波加速在获得能量较高、单能性较好的高性能离子束方面有很大的优点。.本项目开展800 nm飞秒强激光脉冲与超薄碳氢靶相互作用驱动静电激波加速高品质离子束的实验和理论研究。利用240 TW的圆偏振飞秒激光脉冲与40 nm厚的CH靶相互作用,实验上获得了高流强、准单能的高品质质子束。质子能谱峰能量达到9 MeV,能散30%,峰值流强高达3×1012 protons/MeV/sr,激光到质子(能量区间6至12 MeV)的转换效率约1%。二维PIC模拟表明,在膨胀等离子体中,圆偏振激光有效激发了无碰撞激波,加速产生了准单能质子束。同时,该机制还预言了在现有的激光条件下,可以产生150 MeV准单能质子束,这代表着向质子刀等应用迈出了重要的一步。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The emission of gamma-Ray beams with orbital angular momentum in laser-driven micro-channel plasma target
激光驱动微通道等离子体靶中具有轨道角动量的伽马射线束的发射
  • DOI:
    10.1038/s41598-019-55217-4
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Feng B.;Qin C. Y.;Geng X. S.;Yu Q.;Wang W. Q.;Wu Y. T.;Yan X.;Ji L. L.;Shen B. F.
  • 通讯作者:
    Shen B. F.
Collisionless Shock Acceleration of High-Flux Quasimonoenergetic Proton Beams Driven by Circularly Polarized Laser Pulses
圆偏振激光脉冲驱动的高通量准单能质子束的无碰撞冲击加速
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.119.164801
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Physical Review Letters
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Zhang H.;Shen B. F.;Wang W. P.;Zhai S. H.;Li S. S.;Lu X. M.;Li J. F.;Xu R. J.;Wang X. L.;Liang X. Y.;Leng Y. X.;Li R. X.;Xu Z. Z.
  • 通讯作者:
    Xu Z. Z.

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

ApoBR在布鲁氏菌侵染过程中对细胞凋亡影响的研究
  • DOI:
    10.13350/j.cjpb.141202
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国病原生物学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    车召堂;李亚;王浩;陈创夫;郭飞;王远志;张辉
  • 通讯作者:
    张辉
伯氏疏螺旋体外膜蛋白OspA胶体金免疫层析法快速检测技术的建立
  • DOI:
    10.13350/j.cjpb.141205
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国病原生物学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钱红;石峰;陈创夫;王远志;程婷婷;张辉;陈荣贵
  • 通讯作者:
    陈荣贵
固体酸催化剂SO_4~(2-)/C-TiO_2-CeO_2的制备与表征
  • DOI:
    10.13550/j.jxhg.2017.01.013
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    精细化工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪杨;熊道陵;张建平;刘昆明;张辉;李洋
  • 通讯作者:
    李洋
Dielectric Phase Transition Behavior in an N-salicyliden Based Ion Crystal
N-水杨基离子晶体中的介电相变行为
  • DOI:
    10.1007/s10870-014-0531-5
  • 发表时间:
    2014-07
  • 期刊:
    Journal Chemical Crystallographica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于姗姗;张辉;段海宝
  • 通讯作者:
    段海宝
直流微电网中多端口隔离型DC-DC变换器的改进虚拟电容控制策略
  • DOI:
    10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.191700
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    电工技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张辉;梁誉馨;孙凯;陈欢;杜明桥
  • 通讯作者:
    杜明桥

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

张辉的其他基金

帕瓦飞秒激光驱动准单能离子源研究
  • 批准号:
    11975302
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    65 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码